Особенности топливной аппаратуры common rail

Существуют разные топливные системы, но common rail (коммон рейл) позволяет экономить топливо, увеличивает мощность двигателя и отвечает последним экологическим требованиям. Пока что common rail — самая современная система подачи топлива, которая применяется на дизельных двигателях. Каждый второй дизельный автомобиль оснащен этой топливной системой.

Что такое топливная система common rail

В дословном переводе словосочетание common rail означает “общая магистраль”. И действительно, в конструкции системы есть общий аккумулятор высокого давления — топливная рампа, где давление поддерживается постоянно и его можно настраивать в зависимости от режима работы двигателя. Это и есть основное отличие коммон рейл от традиционных систем впрыска.

Топливная рампа, форсунки

Благодаря конструктивным особенностям этой системы расход дизеля снижается на 15%, а мощность двигателя увеличивается до 40%. За счет этого common rail выигрывает у других систем.

Давайте разберемся, как устроена и работает система и почему она позволяет экономить топливо.

Устройство топливной системы коммон рейл

Состоит из контуров высокого и низкого давления, системы датчиков.

Контур высокого давления включает:

• ТНВД с контрольным клапаном;
• топливную рампу с датчиком (датчик контролирует давление в рампе);
• форсунки;
• соединительный трубопровод.

Контур низкого давления — это тот же ТНВД, фильтр, топливный бак.

Система common rail, схема

В системе впрыска common rail рампа играет крайне важную роль: она накапливает топливо и поддерживает его постоянное давление, распределяет дизель по форсункам, смягчает пульсацию от перепадов давления в ТНВД.

Благодаря тому, что процессы создания давления и впрыска разделены, достигается главное преимущество common rail — возможность изменять давление в широком диапазоне и управлять впрыском в каждом цилиндре.

Система управления дизелем (EDC) управляет работой топливной системы коммон рейл. В нее входят датчики:

• положения педали газа;
• оборотов двигателя;
• датчик Холла;
• расходомер воздуха;
• температуры охлаждающей жидкости;
• лямбда-зонд;
• давления воздуха и давления топлива и другие.

Исполнительные механизмы системы — форсунки, регулятор давления и клапан дозирования топлива.

Форсунки common rail

Принцип работы системы common rail

Ориентируясь на сигналы датчиков, блок управления дизелем определяет необходимое количество топлива и отдает команду на ТНВД. Насос накачивает дизель в рампу под давлением, а регулятор давления поддерживает его на постоянном уровне.

Когда нужное количество топлива в рампе, ЭБУ отдает команду открыть форсунки. EDC контролирует давление в магистрали и продолжительность впрыска в зависимости от режима работы двигателя.

Впрыск топлива common rail

Т.к. топливо в рампе находится под постоянным и высоким давлением, впрыск в течение одного цикла работы двигателя многократный и состоит из трех этапов:

• предварительный — повышает температуру и давление в камере сгорания. Таким образом, основная порция топлива воспламеняется быстрее, эффективнее, а токсичность отработавших газов снижается. На холостом ходу происходит 2 предварительных впрыска, при повышенной нагрузке — один. Если двигатель нагружен по полной, предварительного впрыска не будет;
• основной — обеспечивает работу мотора;
• дополнительный - обеспечивает соответствие отработавших газов современным экологическим требованиям. При дополнительном впрыске их температура повышается, и сажа в сажевом фильтре сгорает.

Преимущества и недостатки коммон рейл

Эта система впрыска считается самой прогрессивной среди существующих для дизельных двигателей.

Common rail:

• обеспечивает высокое и постоянное давление топлива;
• позволяет регулировать давление впрыска в диапазоне 200-1800 бар
• управляет моментом начала впрыска.

Эти особенности позволили увеличить объем топлива, который впрыскивается в цилиндр за один цикл, и, соответственно, повысить мощность дизельных двигателей.

Многократный впрыск повышает эффективность поступающей в цилиндр дозы топлива, чем снижает общий расход. А также гарантирует, что показатели токсичности отработавших газов не превышают допустимые.

При этом всем система более требовательна к качеству топлива. Конструктивно она сложнее, для ремонта и обслуживания требуются мастера с соответствующей квалификацией, а значит, ремонтировать и настраивать систему дороже.

Тем не менее, большинство крупных автопроизводителей выбрали именно коммон рейл для своих дизельных автомобилей в разных ценовых сегментах.